CO₂ wird zum Rohstoff
Kohlenstoffabscheidung und -nutzung, oder Carbon Capture and Utilization (CCU), beschreibt die Abscheidung von Kohlendioxid (CO₂) aus industriellen Prozessen oder der Atmosphäre mit dem Ziel, es als Rohstoff für neue Produkte zu nutzen. Anders als beim Carbon Capture and Storage (CCS) wird das CO₂ nicht dauerhaft gespeichert, sondern stofflich oder chemisch weiterverarbeitet. CCU soll fossile Rohstoffe teilweise ersetzen und die Kreislaufwirtschaft stärken.
Damit CCU einen positiven Klimabeitrag leistet, muss das eingesetzte CO₂ aus unvermeidbaren Emissionsquellen oder aus der Atmosphäre stammen, und die dafür benötigte Energie sollte überwiegend aus erneuerbaren Quellen kommen.
Ob CCU dem Klima nützt, entscheidet die Anwendung
Bereits heute existieren verschiedene industrielle Anwendungen von CO₂. In der chemischen Industrie wird es zur Herstellung von Harnstoff für Düngemittel, Methanol sowie Polycarbonaten und Polyolen für Kunststoffe eingesetzt. Darüber hinaus kann CO₂ gemeinsam mit grünem Wasserstoff zu synthetischen Kraftstoffen (E-Fuels) wie Kerosin, Methan oder Methanol umgewandelt werden. Im Bausektor wird CO₂ zur Herstellung von karbonatisiertem Beton und mineralischen Baustoffen genutzt, wobei das Kohlendioxid dauerhaft in den Materialien gebunden wird. In der Lebensmittelindustrie findet CO₂ ebenfalls Anwendung, etwa in Getränken oder zur Kühlung, allerdings ist die Nutzung dort nur kurzfristig.
Die Klimawirkung von CCU hängt wesentlich vom jeweiligen Einsatz ab. Produkte, in denen CO₂ langfristig gebunden wird – etwa mineralisierte Baustoffe –, können durch entsprechende Regulatorik dauerhaft zur Emissionsminderung beitragen. Bei Kraftstoffen wird das zuvor gebundene CO₂ bei der Verbrennung erneut freigesetzt. Der Klimavorteil entsteht hier vor allem dadurch, dass fossile Kohlenstoffquellen ersetzt werden und der Kohlenstoff in einem geschlossenen Kreislauf genutzt wird. Lebenszyklusanalysen zeigen jedoch, dass CCU nur dann klimafreundlich ist, wenn erneuerbare Energien und möglichst CO₂-arme Wasserstoffproduktion eingesetzt werden. Andernfalls können die Emissionen ähnlich hoch sein wie bei konventionellen Verfahren.
Rechnet sich CCU?
Zu den größten technologischen Herausforderungen zählen der hohe Energiebedarf vieler Umwandlungsprozesse, die begrenzte Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff sowie hohe Investitionskosten. Gleichzeitig eröffnet CCU Chancen, eine klimaneutrale Chemie- und Kraftstoffindustrie zu entwickeln. Fortschritte bei Elektrolyseuren, Katalysatoren und Power-to-X-Technologien steigern kontinuierlich die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Verfahren.
CCU kann die Wirtschaftlichkeit von Dekarbonisierungsstrategien erhöhen, indem abgeschiedenes CO₂ als Wertstoff vermarktet wird. Unternehmen können dadurch zusätzliche Einnahmequellen erschließen und ihre Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen reduzieren. Besonders in der Chemieindustrie und bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe wird CCU als wichtiger Baustein einer klimaneutralen Industrie gesehen. Langfristig wird der Markt jedoch durch die Verfügbarkeit günstiger erneuerbarer Energie und geeigneter CO₂-Quellen begrenzt.
Ergänzung, kein Ersatz
Die politischen Rahmenbedingungen entwickeln sich dynamisch. Die Europäische Union fördert CCU im Rahmen des European Green Deal, des Net-Zero Industry Act und des EU‑Innovationsfonds. In Deutschland sieht die Carbon-Management-Strategie der Bundesregierung CCU als sinnvolle Ergänzung zu anderen Klimaschutzmaßnahmen, insbesondere für schwer vermeidbare Industrieemissionen. Gleichzeitig fließen Nachhaltigkeitskriterien und Lebenszyklusbewertungen zunehmend in regulatorische Vorgaben ein.
Im Vergleich zu CCS und CDR hat CCU eine andere Funktion. CCS speichert CO₂ dauerhaft in geologischen Formationen, während CDR Kohlendioxid aktiv aus der Atmosphäre entfernt. CCU hingegen nutzt das CO₂ als Rohstoff und verlängert dessen Verbleib im Kohlenstoffkreislauf. Deshalb kann CCU Emissionen verringern und fossile Ressourcen ersetzen, ersetzt jedoch weder die dauerhafte CO₂-Speicherung noch negative Emissionen. Wissenschaftliche Institutionen betrachten CCS, CCU und CDR als sich ergänzende Technologien, die gemeinsam zur Klimaneutralität beitragen können.